Ekosistem ve Madde Döngüleri
Ekosistemlerde enerji Güneş tarafından karşılanır ve sınırsız olarak kabul edilir. Kimyasal elementler sınırlıdır ve döngüsel olarak kullanımları önemlidir. Bir organizma öldüğü zaman yapısında bulunan moleküller ayrıştırıcıların da etkisiyle daha basit yapılı moleküller haline getirilip toprağa, suya ve atmosfere geri verilir ve döngü sağlanır. Yaşamın devamı için karbon, su, azot ve fosfor gibi maddeler ekosistemler içinde döngüsel olarak kullanılır. Canlılar bu maddeleri gereksinimleri doğrultusunda alır, kullanır ve ortama geri verir. Canlı ve cansız varlıklar arasında gerçekleşen bu döngüler kimyasal elementlerin döngüsü, madde döngüsü, biyojeo kimyasal döngüler adlarıyla bilinir. Farklı ekosistemlerin besin döngülerinin hızları da farklıdır. Bunun nedeni ayrışma hızlarının farklı olmasıdır. Örneğin tropikal yağmur ormanlarında organik maddelerin çoğu 1-2 ay ile 1-2 yıl içinde ayrışabilir. Ilıman bölgelerde bu süre 4-6 yıl kadar sürer. Tundra bölgelerinde ayrışma 50 yıl kadar sürer. Ayrışma hızını, dolayısıyla da besin döngü süresini sıcaklık, su ve oksijen durumu belirler. Bunların yanı sıra toprağın kimyasal yapısı ve yangınlar da besin döngü süresini etkiler.
Dünya’nın atmosferinin % 80’i azot gazından (N2) oluşur. Gaz formundaki azot genelde canlılar tarafından (bazı mikroorganizmalar hariç) kullanılamaz haldedir. Azotun canlılar tarafından kullanılabilmesi için amonyağa dönüştürülmesi yani bağlanması gerekir.
Volkanik etkenler, yıldırım gibi doğa olayları sonucu oluşan elektrik boşalımları döngüye bir miktar azot girmesini sağlayabilir. Ancak canlıların kullanabileceği formdaki azotun büyük bölümü, karasal ekosistemlerde serbest yaşayan (ortak yaşam olmayan) toprak bakterileri ve bazı bitkilerin, özellikle baklagillerin köklerindeki yumrularda ortak yaşayan bakteriler (Rhizobium) tarafından oluşturulur. Yani azot gazı amonyağa dönüştürülür. Sucul ekosistemlerde bazı siyanobakteriler azot bağlayıcı özelliktedir.
Karasal ekosistemlerdeki azot bağlayan bakteriler, azotu amonyağa (NH3) dönüştürerek diğer organizmaların kullanımı için toprağa salar. Buradaki fazla amonyak bakteriler tarafından önce nitrite (NO2), ardından da nitrifikasyon denilen işlemle nitrata (NO3) dönüştürülür. Nitratlar bitkiler tarafından emilerek amino asit, protein gibi moleküllerin yapımında kullanılır. Hayvanlar azot ihtiyaçlarını bitkileri ya da diğer hayvanları yiyerek karşılar. Besin zincirine bu biçimde giren azot, bitkiler ve hayvanlar öldüğünde ayrışarak tekrar toprağa döner.
Ayrışmayı bazı bakteriler ve mantarlar yapar. Toprakta bulunan ve denitrifikasyon bakterileri olarak bilinen bazı bakteriler, nitriti ya da nitratı tekrar azot gazına dönüştürür. Denitrifikasyon olarak bilinen bu işlem sonucunda bir miktar azot tekrar atmosfere karışır ve döngü devam eder. Doğal sistemlerdeki azot döngüsünün büyük bir kısmında, atmosferdeki azot değil topraktaki ve sudaki azotlu bileşikler kullanılır. Atmosfer ve toprak arasındaki azot alışverişi uzun dönemde önemlidir. Ancak ekosistemlerdeki azotun büyük bir kısmı ayrıştırma ve yeniden emilim ile döngüde tekrar tekrar kullanılır.
Yaşam için önemli bir mineral olan fosfor, kemiklerin ve dişlerin yapısında bulunur. Nükleik asitlerin, fosfolipitlerin, ATP’nin ana bileşenlerindendir. Canlılar çok miktarda fosfora ihtiyaç duyar. Fosfor döngüsünün temelinde, fosforun karasal ekosistemlerden denizel ekosistemlere, denizel ekosistemlerden de karasal ekosistemlere taşınması yatar. Fosfor doğada inorganik bir bileşik olarak fosfat halinde bulunur. En önemli kaynak kayaçlardır. Kayaçlar atmosferik olaylar sonucu (rüzgâr, yağmur, erozyon vb.) aşınır. Toprağa karışan fosfor yağmurlarla akarsulara, göllere ve okyanuslara taşınır. Burada kayaçların yapısına girerek depolanır ve yıllarca kalabilir.
Fosforun karaya çıkması deniz tabanının yeniden yükselmesi gibi olaylarla (örneğin kıta hareketleriyle) gerçekleşir. Deniz tabanının yükselmesinden sonra ya da deniz seviyesinde aşınmanın başlamasıyla döngü devam eder. Ekosistemlerde fosfor döngüsü daha hızlıdır. Bitkiler, fosforun çözünüp iyonlaşmış formunu kullanır. Bitkiler topraktan fosforu alarak biyolojik yapılarına katar. Tüketiciler bitkileri yediğinde fosfor onlara geçmiş olur. Tüketiciler de boşaltım yoluyla fosforu tekrar toprağa verir. Buradaki fosforun bir kısmı bitkiler tarafından tekrar alınır ve döngü devam eder. Bir kısmı da denizel ortamlara sürüklenir ve tekrar döngüye katılır.
Denizlerdeki fosfor deniz canlılarının fosfor ihtiyacını da karşılar.
Sosyal ağlardan takip ederek güncellemelerden haberdar olabilirsiniz
